Selon une nouvelle étude parue dans l’Astrophysical Journal, les instabilités gravitationnelles jouent un rôle très important dans la formation des planètes. Les chercheurs, qui ont utilisé les données du Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ont analysé une jeune étoile appelée Elias 2-27 et, en plus d’obtenir ces informations, ont mesuré directement et pour la première fois la masse d’un disque protoplanétaire, c’est-à-dire un disque de matériaux et de gaz à partir duquel naissent les planètes par agrégation, en utilisant les données sur la vitesse des gaz.
Nous en savons beaucoup sur la formation et l’évolution des étoiles, ainsi que sur les systèmes qui peuvent se former autour de ces mêmes étoiles, mais la formation des planètes, telle que nous la connaissons, reste en partie obscure, car il s’agit d’un processus qui dure des millions ou des centaines de millions d’années et, par conséquent, lorsque nous effectuons des observations, nous ne capturons qu’un seul moment d’un processus très long.
Elias 2-27, une jeune étoile située à moins de 400 BC de nous, a été choisie par les chercheurs car le disque protoplanétaire qui l’entoure présente une certaine instabilité gravitationnelle, un phénomène qui se produit lorsque les disques protoplanétaires entraînent avec eux une grande fraction de la masse stellaire et donc du système entier.
“Nous avons trouvé des preuves directes de l’instabilité gravitationnelle d’Elias 2-27, ce qui est très excitant car c’est la première fois que nous pouvons montrer des preuves cinématiques et multi-longueurs d’onde d’un système qui est gravitationnellement instable”, explique Teresa Paneque-Carreño, récemment diplômée de l’Université du Chili ainsi que chercheuse à l’Université de Leiden et à l’Observatoire européen austral, auteur principal des deux études décrivant les résultats.
Le disque protoplanétaire de ce système est différent de ce que l’on observe habituellement dans d’autres systèmes, car il comporte deux bras spiraux. Les chercheurs ont confirmé que des instabilités gravitationnelles sont à l’origine de ces étranges structures. En outre, les mêmes chercheurs ont également découvert qu’il y a de la matière non identifiée auparavant dans ce système qui est projetée sur un disque tombant du nuage moléculaire environnant, ce qui rend ce système encore plus chaotique et difficile à comprendre.
Il s’agit d’un système “hautement asymétrique dans la structure du gaz”, comme l’explique Mme Paneque-Carreño elle-même, ce qui est inattendu car c’est la première fois qu’un tel niveau d’asymétrie verticale est détecté dans un disque protoplanétaire.
Selon Cassandra Hall, professeur adjoint d’astrophysique computationnelle à l’université de Géorgie et autre auteur de l’étude, c’est précisément la découverte de cette symétrie qui pourrait constituer une donnée importante pour l’élaboration d’une véritable théorie de la formation des planètes : “Il pourrait s’agir d’une “arme fumante” de l’instabilité gravitationnelle, qui pourrait accélérer certaines des premières étapes de la formation des planètes. Nous avons prédit cette signature pour la première fois en 2020 et, du point de vue de l’astrophysique computationnelle, il est passionnant d’avoir raison.”
